基于AT89S52的溫濕度檢測系統(tǒng)的設計

　　引言

　　溫度、濕度是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要環(huán)境參數(shù).對其進行適時準確的測量具有重要意義。利用單片機對溫、濕度控制。具有控溫、濕精度高、功能強、體積小、價格低，簡單靈活等優(yōu)點，很好的滿足了工藝要求。本文介紹了利用AT89S52單片機進行溫度和濕度的檢測及其控制的智能化方法。

　　l系統(tǒng)基本方案

　　本系統(tǒng)采用AT89S52單片機作為控制核心.對采集到的濕度模擬電壓信號通過ADC0809進行分析處理.實現(xiàn)A/D轉換.以便數(shù)碼管顯示其濕度值。本設計可以手動設置溫度/濕度的上、下限值，如只要有一樣與設定的值不符合時，即溫度/濕度過高或過低，則該系統(tǒng)會發(fā)出語音報警，同時繼電器立即切斷電源.實現(xiàn)系統(tǒng)的保護。

　　2硬件系統(tǒng)的組成

　　(1)主控模塊：采用AT89S52單片機作為系統(tǒng)的控制器。Pl口控制數(shù)碼管顯示溫度和濕度值。P2口與ADC0809連接.實現(xiàn)濕度模擬電壓量轉換為數(shù)字量便于單片機處理。鍵盤控制采用PO口.其中PO.O是溫度的設置，PO.1是濕度的設置，PO.2/PO.3是分別對溫度與濕度的上/下限值進行設置。P0.4是DS18820溫度傳感器的接線口.PO.6是ISD1420語音芯片的接線口。原理如圖l：

　　(2)顯示模塊：系統(tǒng)采用動態(tài)顯示方式驅動6個數(shù)碼管工作，其中4個數(shù)碼管用來顯示溫度值，2個用來顯示檢測到的濕度值。用74LSl38的輸入端來選擇位碼.單片機的P1口控制數(shù)碼管的斷碼。如檢測到的溫度與濕度發(fā)生變化時，數(shù)碼管即會發(fā)生相應的變化，起到實時顯示功能，電路如圖2。

　　(3)語音播報模塊：采用語音芯片ISD1420，該芯片能夠高質(zhì)量地完成聲音錄制與還原，最大錄音時間為20秒，具備分段錄音功能.其工作電壓在4.5V～5.5V范圍，使用直接電平/邊緣存儲技術，省去了A/D、D/A轉換。其內(nèi)部集成了大容量的EEPROM，不再需要擴展存儲器，便于與單片機連接。語音播報模塊電路如圖3。

　　該電路的S3鍵為錄音鍵，Sl、S2鍵為播放鍵，A0-A7為地址選擇端，將ISDl420的A0一A7直接與單片機的P1口相連，就可以實現(xiàn)錄音地址選擇功能，再將播放鍵接于PO.6口以實現(xiàn)單片機控制的實時播放功能。電源VCCA、VCCD其內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，但由于該芯片的干擾較小，因此兩者可短接在一起。

　　(4)A/D轉換模塊：采用ADC0809轉換芯片，用于實現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的轉換，由于模擬轉換電路的種類很多，選擇A/D轉換器從速度，精度和價格方面考慮.其內(nèi)部是8路模擬選通開關。以及相應的通道抵制鎖存譯碼電路，轉換時間是128μS左右，單電源供電。

　　(5)溫度和濕度采集模塊：溫度傳感器采用DALLAS半導體公司生產(chǎn)的智能溫度傳感器DSl8B20，采集的數(shù)據(jù)可直接送入微處理器而無需A/D轉換.能直接讀出被測溫度。它僅需要l條接口線即可實現(xiàn)與微處理器的雙向通信;只需要外接1個4.7k的上拉電阻。無需其它外部器件。本系統(tǒng)對Dsl8B20采用數(shù)據(jù)線供電，溫度測量范圍為-50℃～125℃。通過編程可實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式，測量精度為士0.5，用戶可自行設定非易失性報警上下限。由于采用單總線方式，可在該控制總線上掛接多個DSl8B20進行不同部位的溫度檢測。濕度傳感器采用HSM一20G，其原理是每變化0.03V濕度所增加的值為l%，其輸出的電壓值需經(jīng)過ADC0809轉換為數(shù)字量，以便單片機處理從而讓數(shù)碼管顯示濕度值。其工作電壓范圍為直流電壓5.0±0.2V，測試精度為土5%RH.工作電流(最大值)為2mA，儲存環(huán)境濕度范圍為0至99%RH，工作環(huán)境濕度范圍為lO至90%(瞬間可達100%RH)，工作環(huán)境為0℃～50℃。

　　(6)繼電器控制電路：電磁式繼電器具有結構簡單、工作可靠、堅固耐用、價格便宜等優(yōu)點.應用極其廣泛，它是最為典型和常用的繼電器。本電路采用常閉繼電器由單片機控制，當溫度或濕度異常時，繼電器開始工作且開關切斷電源，小燈熄滅，從而起到保護系統(tǒng)的作用。其電路如圖4。

　　3系統(tǒng)的軟件設計

　　本系統(tǒng)的軟件設計采用了匯編語言編程，只需對溫度/濕度進行相應的采集處理后，即可讓數(shù)碼管實時顯示當前的溫度與濕度值。濕度采集的輸出電壓需要經(jīng)過ADC0809進行轉換為數(shù)字量才可讓單片機處理。而語音播報只需接上單片機的I/O口，并對其接口線進行編程方可完成?？偝绦蛄鞒倘鐖D5。

　　4結束語

　　該檢測系統(tǒng)以單片機AT89S52為核心實現(xiàn)對溫度、濕度的檢測及其控制，運行可靠，操作簡單，精度高，響應速度快。同時，通過LED數(shù)碼管直觀的顯示通過控制系統(tǒng)后的溫、濕度值.當出現(xiàn)異?，F(xiàn)時，通過報警裝置發(fā)出警告，及時得到處理.從而滿足現(xiàn)場需要，具有廣泛的應用前景。